第2課時(shí)
一、核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)
1.構(gòu)建電離平衡常數(shù)模型,并能應(yīng)用模型解釋弱電解質(zhì)在水中發(fā)生的變化。
2.利用電離平衡常數(shù)相對(duì)大小關(guān)系,建立弱電解質(zhì)相對(duì)強(qiáng)弱和“強(qiáng)酸制弱酸”的思維模型。
3.認(rèn)識(shí)電離度及應(yīng)用。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn):1.電離平衡常數(shù)的公式及相關(guān)計(jì)算;2.強(qiáng)酸與弱酸的比較
難點(diǎn):電離平衡常數(shù)的公式及相關(guān)計(jì)算。
三、教學(xué)方法
探究法、總結(jié)歸納法、分組討論法等
四、教學(xué)過(guò)程
【導(dǎo)入】問(wèn)題導(dǎo)入:怎樣定量比較弱電解質(zhì)的相對(duì)強(qiáng)弱?
電離程度相對(duì)大小怎么比較?
【展示】醋酸電離達(dá)到平衡時(shí)(25℃),實(shí)驗(yàn)測(cè)定的溶液中各種微粒的濃度如下:
【生】完成相應(yīng)數(shù)據(jù)的計(jì)算。
【講解】在一定溫度下,醋酸在水溶液中達(dá)到電離平衡時(shí),eq \f(c?CH3COO-?·c?H+?,c?CH3COOH?)的值是常數(shù)。
電離平衡常數(shù)
在一定條件下,當(dāng)弱電解質(zhì)在水溶液中達(dá)到電離平衡時(shí),溶液中弱電解質(zhì)電離所生成的各種離子濃度的乘積,與溶液中未電離的分子的濃度之比是一個(gè)常數(shù),這個(gè)常數(shù)叫做電離平衡常數(shù),簡(jiǎn)稱電離常數(shù),用K表示。
弱酸和弱堿的電離常數(shù)分別用Ka和Kb表示.
一元弱酸HA的電離常數(shù):根據(jù)HA?H++A-,
如:CH3COOH:Ka=eq \f(c?CH3COO-?·c?H+?,c?CH3COOH?);
一元弱堿BOH的電離常數(shù):根據(jù)BOH?B++OH-,
如:NH3·H2O:Kb=eq \f(c?NH\\al(+,4)?·c?OH-?,c?NH3·H2O?)。
c(A-)、c(B十)、c(HA)和c(BOH)均為達(dá)到電離平衡后各粒子在溶液中的濃度值
K值越大,電離能力越強(qiáng),相應(yīng)弱酸(或弱堿)的酸(或堿)性越強(qiáng)。
【展示】幾種弱酸和弱堿的電離平衡常數(shù)(25℃)
多元弱酸、多元弱堿的電離平衡常數(shù)
多元弱酸的電離是分步進(jìn)行的,每步各有電離平衡常數(shù),通常用K1、K2等來(lái)分別表示。例如,
如H2S在水溶液中分兩步電離,電離常數(shù)表達(dá)式分別為Ka1=eq \f(c?H+?·c?HS-?,c?H2S?)、Ka2=eq \f(c?H+?·c?S2-?,c?HS-?)。
電離常數(shù)的大?。篕a1?Ka2;多元弱酸的酸性主要由第一步電離決定。
影響因素:
1)內(nèi)因:弱電解質(zhì)的本性。
電解質(zhì)越弱,Ka(或Kb)越小,越難電離,酸(堿)的酸(堿)性越弱。
【展示】醋酸和HCN的電離平衡常數(shù)
【生】酸性:CH3COOH>HCN
【展示】pH計(jì)測(cè)定不同溫度下0.05ml/L醋酸的pH,實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
【生】外因:只與T有關(guān),T越大,Ka(Kb)越大。
【講解】越熱越電離
應(yīng)用:
1、根據(jù)電離平衡常數(shù)可以判斷弱酸(或弱堿)的相對(duì)強(qiáng)弱,相同條件下,電離平衡常數(shù)越大,酸性(或堿性)越強(qiáng)。
2、根據(jù)電離常數(shù)可以判斷鹽與酸(或堿)反應(yīng)是否發(fā)生,一般符合相同條件下“強(qiáng)酸(堿)制弱(堿)”規(guī)律。
例:已知25℃時(shí),幾種弱酸的電離平衡常數(shù)如下:
HCOOH:Ka=1.77×10-4,HCN:Ka=4.9×10-10,
H2CO3:Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11,
則以下反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行的是________(填字母)。
a.HCOOH+NaCN=HCOONa+HCN
b.NaHCO3+NaCN=Na2CO3+HCN
c.NaCN+H2O+CO2=HCN+NaHCO3
d.2HCOOH+CO32-=2HCOO-+H2O+CO2↑
e.H2O+CO2+2CN-=2HCN+CO32-
【生】be
3、根據(jù)濃度商Q與電離平衡常數(shù)K的相對(duì)大小判斷電離平衡的移動(dòng)方向。
例:若將0.1ml/L醋酸加水稀釋,使其溶質(zhì)的濃度變?yōu)樵瓉?lái)的0.5倍,你能判斷醋酸電離平衡移動(dòng)的方向嗎?
判斷依據(jù)1越稀越電離
判斷依據(jù)2借助電離常數(shù)進(jìn)行判斷
Q<Ka
4、根據(jù)電離平衡常數(shù)判斷溶液中微粒濃度比值的變化情況。
如0.1ml·L-1CH3COOH溶液加水稀釋,eq \f(c?CH3COO-?,c?CH3COOH?)=eq \f(c?CH3COO-?·c?H+?,c?CH3COOH?·c?H+?)=eq \f(Ka,c?H+?),加水稀釋時(shí),c(H+)減小,Ka值不變,則eq \f(c?CH3COO-?,c?CH3COOH?)增大。
【展示】醋酸電離達(dá)到平衡時(shí)(25℃),實(shí)驗(yàn)測(cè)定的溶液中各種微粒的濃度表:
電離度:
1、概念:
弱電解質(zhì)在水中的電離達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),可用弱電解質(zhì)已電離部分的濃度與其起始濃度的比值來(lái)表示電離的程度,簡(jiǎn)稱為電離度,通常用符號(hào)α表示。
2、數(shù)學(xué)表達(dá)式
α=eq \f(已電離的弱電解質(zhì)濃度,弱電解質(zhì)的起始濃度)×100%
3、意義:表示弱電解質(zhì)在水中的電離程度,同一弱電解質(zhì)電離度越大,電離程度越大。
4、電離度的影響因素
內(nèi)因(決定因素)——弱電解質(zhì)本身的性質(zhì)
外因——隨溫度升高而增大
——隨濃度增大而減小
電離度與化學(xué)平衡的轉(zhuǎn)化率類似。
【展示】用電導(dǎo)率傳感器測(cè)得的20mL冰醋酸加水稀釋過(guò)程中溶液的電導(dǎo)率變化曲線,發(fā)現(xiàn)在稀釋過(guò)程中電導(dǎo)率出現(xiàn)先增大后減小的現(xiàn)象,請(qǐng)嘗試解釋原因。
電離常數(shù)的計(jì)算——三段式法
例:25℃aml·L-1的CH3COOH
CH3COOHCH3COO-+H+
起始濃度/(ml·L-1)a00
變化濃度/(ml·L-1)xxx
平衡濃度/(ml·L-1)a-xxx
則Ka=eq \f(c?CH3COO-?·c?H+?,c?CH3COOH?)=eq \f(x2,a-x)≈eq \f(x2,a)。
注意 由于弱電解質(zhì)的電離程度比較小,平衡時(shí)弱電解質(zhì)的濃度(a-x)ml·L-1一般近似為
aml·L-1。
例:在某溫度時(shí),溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為0.2ml·L?1的氨水中,達(dá)到電離平衡時(shí),已電離的NH3·H2O為1.7×10?3ml·L?1,試計(jì)算該溫度下NH3·H2O的電離常數(shù)(Kb)。
【生】獨(dú)立完成計(jì)算
一元強(qiáng)酸(堿)與一元弱酸(堿)的比較
1.相同體積、相同物質(zhì)的量濃度的一元強(qiáng)酸(如鹽酸)與一元弱酸(如醋酸)的比較
2.相同體積、相同c(H+)的一元強(qiáng)酸(如鹽酸)與一元弱酸(如醋酸)的比較
【課堂小結(jié)】師生共同完成。
一、電離常數(shù)表達(dá)式
二、電離常數(shù)影響因素-內(nèi)因:由物質(zhì)本性決定;外因:同一弱電解質(zhì)的稀溶液,只受溫度影響
三、電離常數(shù)作用意義:比較弱電解質(zhì)的相對(duì)強(qiáng)弱
借助Q與K的關(guān)系,判斷電離平衡移動(dòng)方向
計(jì)算相關(guān)粒子的濃度
【課堂練習(xí)】
1.常溫下,向氨水中加水稀釋的過(guò)程中,NH3·H2O的電離平衡常數(shù)、電離度、溶液導(dǎo)電性的變化正確的是( )
A.增大、增大、減小B.不變、增大、減小
C.不變、減小、減小D.減小、減小、增大
答案 B
2.下列關(guān)于鹽酸與醋酸兩種稀溶液的說(shuō)法正確的是( )
A.相同濃度的兩溶液中c(H+)相同
B.100mL0.1ml·L-1的兩溶液能中和等物質(zhì)的量的氫氧化鈉
C.c(H+)=10-3ml·L-1的兩溶液稀釋100倍,c(H+)均為10-5ml·L-1
D.向兩溶液中分別加入少量對(duì)應(yīng)的鈉鹽,c(H+)均明顯減小
答案 B 比較項(xiàng)目

c(H+)
酸性
中和堿的能力
與足量活潑金屬反應(yīng)產(chǎn)生H2的總量
與同一金屬反應(yīng)時(shí)的起始反應(yīng)速率
一元強(qiáng)酸

強(qiáng)
相同
相同

一元弱酸



比較項(xiàng)目

c(H+)
酸性
中和堿的能力
與足量活潑金屬反應(yīng)產(chǎn)生H2的總量
與同一金屬反應(yīng)時(shí)的起始反應(yīng)速率
一元強(qiáng)酸
相同
相同


相同
一元弱酸


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第一單元 弱電解質(zhì)的電離平衡

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